Zakażenie może prowadzić do raka?

Dzięki nowym badaniom na Massachusetts Institute of Technology (MIT – Uniwersytet Technologii w Massachusetts) możliwe stało się przekrojowe spojrzenie na chemiczne i genetyczne zmiany zachodzące w organizmie w trakcie infekcji, która może prowadzić do raka.

Przez ostatnie 30 lat badaniom nad powiązaniem przewlekłego zapalenia z rakiem, przewodził profesor Steven Tannenbaum, naukowiec specjalizujący się w inżynierii biologicznej i chemii.

Według badaczy jednym z największych czynników ryzyka raka wątroby, jelita grubego czy żołądka może być przewlekły stan zapalny tych narządów, niejednokrotnie spowodowany zakażeniem wirusowym lub bakteryjnym. Badanie przeprowadzone na MIT spośród wszystkich badań dotyczących tego zagadnienia, najlepiej pokazuje w jaki sposób takie infekcje prowokują organizm do namnażania komórek nowotworowych.

Naukowcy śledzili genetyczne i chemiczne zmiany w wątrobach i okrężnicach myszy zakażonych Helicobacter hepaticus. Jest to bakteria podobna do Helicobacter pylori - u ludzi powodującej wrzody i raka żołądka.

Odkrycia mogą pomóc naukowcom w odnalezieniu sposobu przewidywania skutków przewlekłego zapalenia oraz tworzenia odpowiednich leków hamujących taki stan zapalny.

- Bez zrozumienia różnych mechanizmów nie można opracować planu działania – mówi profesor inżynierii biologicznej na MIT, Peter Dedon – Nie osiągniemy skutków stosując źle dobrane leki. Nie można leczyć przewlekłego zapalenia specyfikami przeznaczonymi do leczenia czegoś innego.

Zapalenie jest czymś zupełnie normalnym. To zdrowa reakcja na wszelkiego rodzaju skaleczenia czy zakażenia pokazująca, że organizm wobec zagrożenia potrafi się bronić. Jednak, gdy taki stan trwa zbyt długo, tkanki mogą ulec uszkodzeniu.

Kiedy organizm rozpoznaje patogeny lub uszkodzenia komórek, wysyła w tamto miejsce makrofagi i neutrofile (rodzaj białych krwinek, które są odpowiedzialne za odporność). Ich zadaniem jest pochłanianie bakterii, martwych komórek i resztek białek, kwasów nukleinowych bądź innych cząstek uwalnianych przez uszkodzone komórki. Podczas tego procesu wytwarzane są wysoce reaktywne związki chemiczne dodatkowo niszczące bakterie.

- W trakcie tego procesu wytwarzane substancje chemiczne mogą przedostawać się również do tkanek, co w pewnych sytuacjach może stanowić problem – powiedział doktor Dedon.

Sytuacją taką jest utrzymujący się zbyt długo stan zapalenia w organizmie, który może prowadzić do nowotworu. Badanie opublikowane w czasopiśmie The Lancet pokazuje, że około 16% przypadków raka na całym świecie wywodzi się od infekcji.

U badanych myszy rozwinął się stan zapalny podobny do tego, który powoduje Helicobacter pylori u ludzi. W ciągu 20 tygodni u myszy stwierdzono przewlekłe zapalenie wątroby i jelita grubego. Z kolei u niektórych z nich z zapalenia rozwinął się rak jelita grubego.

Podczas trwania badania naukowcy zbadali kilkanaście różnych typów uszkodzeń DNA, RNA i białek. Pod lupę wzięli również uszkodzone tkanki i sprawdzili, które geny były aktywne, a których aktywność wygasała w czasie, gdy rozwijała się infekcja. Jednym z głównych ustaleń było to, że wątroba i jelito grube zareagowały na infekcję w odmienny sposób.

W okrężnicy neutrofile wydzielały kwas podchlorawy (ten sam, który wchodzi w skład wybielaczy do tkanin). W wątrobie nie zaobserwowano takiego zjawiska.

Kwas powodował dodawanie atomu chloru do białek, RNA i DNA co wpłynęło na nie destrukcyjnie. Kwas miał na celu zabicie bakterii, ale jego przedostawanie się do pobliskich tkanek spowodowało uszkodzenia komórek.

Tannenbaum niedawno zidentyfikował kolejny produkt powstający z uszkodzenia białek chlorem, chlorotyrozynę. Okazało się, że ta substancja jest powiązana ze stanem zapalnym – powodowała jego wzmożenie.

Zaobserwowano też inne różnice między rozwojem raka jelita grubego a wątroby. W wątrobie systemy odpowiedzialne za naprawę DNA były bardziej aktywne niż te w okrężnicy.

- W okrężnicy mamy do czynienia z czymś w rodzaju podwójnego ataku. Z jednej strony atakują bakterie. Gdy wydaje się, że neutrofile je pokonały, dają o sobie znać uszkodzenia tkanek powstałe w wyniku odpowiedzi immunologicznej z chlorotyrozyną powodującą wzmożenie stanu zapalnego na czele – powiedział Dedon.

Podczas badań udało się zidentyfikować kilka nieznanych wcześniej typów uszkodzeń DNA, mogących wystąpić zarówno u myszy jak i ludzi.

W przyszłych badaniach zespół planuje zająć się problematyką rozwoju raka jeszcze bardziej szczegółowo. Interesuje ich to, dlaczego niektóre komórki są bardziej podatne na uszkodzenia DNA podczas gdy u innych takie zjawisko nie występuje.